JPH0514084A - デイジタルゲイン制御装置 - Google Patents
デイジタルゲイン制御装置Info
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- JPH0514084A JPH0514084A JP18701091A JP18701091A JPH0514084A JP H0514084 A JPH0514084 A JP H0514084A JP 18701091 A JP18701091 A JP 18701091A JP 18701091 A JP18701091 A JP 18701091A JP H0514084 A JPH0514084 A JP H0514084A
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 量子化器１３で生ずる量子化ノイズを加算器
１４で抽出して入力側の加算器１２に帰還してノイズシ
ェーピングを行う。量子化器１３は、量子化ステップ幅
がｋ倍に、すなわち量子化閾値及び出力値がｋ倍となる
ように制御され、信号成分はレベル変化しないが、ノイ
ズ成分のみがｋ倍される。この量子化器１３からの出力
を１／ｋ倍回路１６で１／ｋ倍すると、ノイズ成分はｋ
×１／ｋ倍されて元のノイズ量となり、信号成分のみが
１／ｋ倍されることになる。 【効果】 ノイズを増減させることなく信号成分のゲイ
ンを制御できる。ｋを１より大にして減衰が、ｋを１よ
り小にして増幅が、それぞれ容易に行える。
１４で抽出して入力側の加算器１２に帰還してノイズシ
ェーピングを行う。量子化器１３は、量子化ステップ幅
がｋ倍に、すなわち量子化閾値及び出力値がｋ倍となる
ように制御され、信号成分はレベル変化しないが、ノイ
ズ成分のみがｋ倍される。この量子化器１３からの出力
を１／ｋ倍回路１６で１／ｋ倍すると、ノイズ成分はｋ
×１／ｋ倍されて元のノイズ量となり、信号成分のみが
１／ｋ倍されることになる。 【効果】 ノイズを増減させることなく信号成分のゲイ
ンを制御できる。ｋを１より大にして減衰が、ｋを１よ
り小にして増幅が、それぞれ容易に行える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルオーディオ
入力信号等をディジタル的に減衰あるいは増幅するため
のディジタルゲイン制御装置に関するものである。
入力信号等をディジタル的に減衰あるいは増幅するため
のディジタルゲイン制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディジタルオーディオ機器等にお
いて、入力信号のゲインコントロール機能は、アナログ
信号に変換してからアナログ的に信号を減衰、増幅する
ことで実現してきたが、コスト軽減のため、最近では、
ディジタル的にゲインをコントロールする方法も考えら
れている。
いて、入力信号のゲインコントロール機能は、アナログ
信号に変換してからアナログ的に信号を減衰、増幅する
ことで実現してきたが、コスト軽減のため、最近では、
ディジタル的にゲインをコントロールする方法も考えら
れている。
【０００３】このようなディジタル的にゲインを制御す
るための技術について、図６を参照しながら説明する。
この図６は、従来のディジタルゲイン制御装置の一構成
例を示すブロック回路図である。
るための技術について、図６を参照しながら説明する。
この図６は、従来のディジタルゲイン制御装置の一構成
例を示すブロック回路図である。
【０００４】図６において、入力端子１に供給されたデ
ィジタル入力信号Ｄｉは、ディジタルフィルタ２ａ及び
乗算器２ｂからなるディジタルフィルタ部２に入力さ
れ、ディジタルフィルタ２ａでオーバーサンプリングさ
れた後、乗算器２ｂによりｋ倍にディジタル乗算処理さ
れる。このディジタルフィルタ部２からの出力信号は、
Ｄ／Ａ変換部３でディジタル／アナログ変換され、アナ
ログのローパスフィルタ（ＬＰＦ）４を介した後、出力
端子５からアナログ出力信号Ａｏとして取り出される。
ィジタル入力信号Ｄｉは、ディジタルフィルタ２ａ及び
乗算器２ｂからなるディジタルフィルタ部２に入力さ
れ、ディジタルフィルタ２ａでオーバーサンプリングさ
れた後、乗算器２ｂによりｋ倍にディジタル乗算処理さ
れる。このディジタルフィルタ部２からの出力信号は、
Ｄ／Ａ変換部３でディジタル／アナログ変換され、アナ
ログのローパスフィルタ（ＬＰＦ）４を介した後、出力
端子５からアナログ出力信号Ａｏとして取り出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のディジタルゲイン制御装置では、乗算器２ｂを用い
てゲインを制御しているが、この乗算器２ｂの後段に接
続されているＤ／Ａ変換部３の入力語長に制限がある
（多くて２０ビット）ため、乗算後の出力語長も制限を
受けることになる。そのため、減衰していく程に再量子
化ノイズが大きくなり、Ｓ／Ｎ比が劣化するという問題
があった。
成のディジタルゲイン制御装置では、乗算器２ｂを用い
てゲインを制御しているが、この乗算器２ｂの後段に接
続されているＤ／Ａ変換部３の入力語長に制限がある
（多くて２０ビット）ため、乗算後の出力語長も制限を
受けることになる。そのため、減衰していく程に再量子
化ノイズが大きくなり、Ｓ／Ｎ比が劣化するという問題
があった。
【０００６】さらに、ゲインを１以上にすることは、Ｄ
／Ａ変換部３の入力語長の制限から困難であり、現在の
ディジタルゲイン制御装置においては、アッテネータ
（減衰器）機能を実現することはできても、アンプ（増
幅器）機能を実現することが困難となっていた。
／Ａ変換部３の入力語長の制限から困難であり、現在の
ディジタルゲイン制御装置においては、アッテネータ
（減衰器）機能を実現することはできても、アンプ（増
幅器）機能を実現することが困難となっていた。
【０００７】本発明は、上述したような欠点を解決し、
減衰量が大きくなっても再量子化ノイズによるＳ／Ｎ劣
化を防止でき、信号の増幅も容易に実現できるようなデ
ィジタルゲイン制御装置を提供することを目的とする。
減衰量が大きくなっても再量子化ノイズによるＳ／Ｎ劣
化を防止でき、信号の増幅も容易に実現できるようなデ
ィジタルゲイン制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るディジタル
ゲイン制御装置は、ディジタル入力信号が供給される加
算器と、この加算器からの加算出力が供給され量子化ス
テップ幅がｋ倍に制御される量子化器と、この量子化器
の入出力の差分をとって量子化ノイズを抽出するノイズ
抽出手段と、所定の伝達特性を有し上記ノイズ抽出手段
からの出力を上記加算器に帰還する帰還手段と、上記量
子化器からの出力を１／ｋ倍して出力する出力手段とを
有して成ることにより上記課題を解決する。
ゲイン制御装置は、ディジタル入力信号が供給される加
算器と、この加算器からの加算出力が供給され量子化ス
テップ幅がｋ倍に制御される量子化器と、この量子化器
の入出力の差分をとって量子化ノイズを抽出するノイズ
抽出手段と、所定の伝達特性を有し上記ノイズ抽出手段
からの出力を上記加算器に帰還する帰還手段と、上記量
子化器からの出力を１／ｋ倍して出力する出力手段とを
有して成ることにより上記課題を解決する。
【０００９】ここで、上記量子化器は、リミッタと量子
化部とから成り、上記量子化ステップ幅がｋ倍に制御さ
れたときには、リミッタの基準リミット値がｋ倍され、
量子化部の各量子化閾値がｋ倍されると共に、各量子化
出力値（レベル）もｋ倍されるものである。上記ノイズ
抽出手段に例えば量子化器の入力から出力を減算するも
のを用いれば、上記帰還手段を介して上記加算器に送っ
て加算することにより出力の負帰還がなされる。上記帰
還手段にｎ次の積分器を用いることにより、ｎ次のノイ
ズシェーピングが行われる。
化部とから成り、上記量子化ステップ幅がｋ倍に制御さ
れたときには、リミッタの基準リミット値がｋ倍され、
量子化部の各量子化閾値がｋ倍されると共に、各量子化
出力値（レベル）もｋ倍されるものである。上記ノイズ
抽出手段に例えば量子化器の入力から出力を減算するも
のを用いれば、上記帰還手段を介して上記加算器に送っ
て加算することにより出力の負帰還がなされる。上記帰
還手段にｎ次の積分器を用いることにより、ｎ次のノイ
ズシェーピングが行われる。
【００１０】
【作用】上記量子化器の量子化ステップ幅がｋ倍される
ことにより量子化ノイズのみがｋ倍され、ノイズシェー
ピング処理された出力中の信号成分は変化せず、ノイズ
成分のみがｋ倍されることになる。この量子化器出力を
上記出力手段にて１／ｋ倍して取り出すことにより、ノ
イズ成分は元のレベルとなって信号成分のみが１／ｋ倍
される。すなわち、ノイズ成分を増大させることなく、
信号成分を１／ｋ倍することができる。このｋを１より
大きく（１＜ｋ）設定することにより減衰機能を、また
ｋを０と１との間の値に（０＜ｋ＜１）設定することに
より増幅機能を実現できる。
ことにより量子化ノイズのみがｋ倍され、ノイズシェー
ピング処理された出力中の信号成分は変化せず、ノイズ
成分のみがｋ倍されることになる。この量子化器出力を
上記出力手段にて１／ｋ倍して取り出すことにより、ノ
イズ成分は元のレベルとなって信号成分のみが１／ｋ倍
される。すなわち、ノイズ成分を増大させることなく、
信号成分を１／ｋ倍することができる。このｋを１より
大きく（１＜ｋ）設定することにより減衰機能を、また
ｋを０と１との間の値に（０＜ｋ＜１）設定することに
より増幅機能を実現できる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例となるディジタル
ゲイン制御装置の概略構成を示すブロック回路図であ
り、図２は、図１に示すディジタルゲイン制御装置を用
いて構成される具体的適用例としてのＤ／Ａ変換システ
ムを示すブロック図である。この図２に示すＤ／Ａ変換
システムは、オーバーサンプリング型ノイズシェーパを
用いた構成となっている。
ゲイン制御装置の概略構成を示すブロック回路図であ
り、図２は、図１に示すディジタルゲイン制御装置を用
いて構成される具体的適用例としてのＤ／Ａ変換システ
ムを示すブロック図である。この図２に示すＤ／Ａ変換
システムは、オーバーサンプリング型ノイズシェーパを
用いた構成となっている。
【００１２】図１において、入力端子１１に入力された
ディジタル入力信号は、加算器１２を介して量子化（再
量子化）器１３に送られている。この量子化器１３は、
制御入力端子１３ａからの制御信号に応じて、量子化ス
テップ幅がｋ倍に、すなわち量子化の閾値及び出力値が
ｋ倍に制御されるように構成されている。加算器１４
は、量子化器１３の入力から出力を減算して、いわゆる
量子化ノイズあるいは量子化誤差（の極性を反転したも
の：−ＱN ）を抽出するものであり、この加算器１４か
らの出力が所定の伝達関数Ｆ（ｚ）を有する伝達関数回
路１５を介して上記入力側の加算器１１に加算されるこ
とで帰還（負帰還）されるようになっている。これは、
量子化誤差の帰還、いわゆるエラーフィードバックとし
て知られているものであり、これによって量子化出力の
ノイズスペクトルが変化するようなノイズシェーピング
が実現される。量子化器１３からの出力信号は、１／ｋ
倍回路１６で１／ｋ倍され、出力端子１７より取り出さ
れる。この１／ｋ倍回路１６は、ｋが１より大（１＜
ｋ）のときには減衰器、ｋが０と１の間（１＜ｋ＜１）
のときには増幅器となる。このｋが２のべき乗値の場
合、すなわち、整数ｎに対して、ｋ＝２n の形式で表
される場合には、１／ｋ倍回路１６を単純なビットシフ
ト回路により容易に構成できる。
ディジタル入力信号は、加算器１２を介して量子化（再
量子化）器１３に送られている。この量子化器１３は、
制御入力端子１３ａからの制御信号に応じて、量子化ス
テップ幅がｋ倍に、すなわち量子化の閾値及び出力値が
ｋ倍に制御されるように構成されている。加算器１４
は、量子化器１３の入力から出力を減算して、いわゆる
量子化ノイズあるいは量子化誤差（の極性を反転したも
の：−ＱN ）を抽出するものであり、この加算器１４か
らの出力が所定の伝達関数Ｆ（ｚ）を有する伝達関数回
路１５を介して上記入力側の加算器１１に加算されるこ
とで帰還（負帰還）されるようになっている。これは、
量子化誤差の帰還、いわゆるエラーフィードバックとし
て知られているものであり、これによって量子化出力の
ノイズスペクトルが変化するようなノイズシェーピング
が実現される。量子化器１３からの出力信号は、１／ｋ
倍回路１６で１／ｋ倍され、出力端子１７より取り出さ
れる。この１／ｋ倍回路１６は、ｋが１より大（１＜
ｋ）のときには減衰器、ｋが０と１の間（１＜ｋ＜１）
のときには増幅器となる。このｋが２のべき乗値の場
合、すなわち、整数ｎに対して、ｋ＝２n の形式で表
される場合には、１／ｋ倍回路１６を単純なビットシフ
ト回路により容易に構成できる。
【００１３】このような構成を有するディジタルゲイン
制御装置は、いわゆるノイズシェーパとして、例えば図
２に示すようなノイズシェーパ方式のＤ／Ａ変換システ
ムへの適用が考えられる。
制御装置は、いわゆるノイズシェーパとして、例えば図
２に示すようなノイズシェーパ方式のＤ／Ａ変換システ
ムへの適用が考えられる。
【００１４】図２において、入力端子２１に供給された
例えばＮ0 ビットのディジタル入力信号Ｄｉは、ディジ
タルフィルタ２２に送られてオーバサンプリング処理さ
れ、例えばＮ1 ビットのデータとなる。このＮ1 ビット
のデータは、上記図１に示す構成のディジタルゲイン制
御装置であるノイズシェーパ２３に送られて、いわゆる
ノイズシェーピング処理され、例えばＮ2 ビット（通常
１〜４ビット、すなわち量子化階調数で２値〜１５値程
度）にビット圧縮される。このノイズシェーピング処理
されたＮ2ビット（量子化階調数でｉ個の値）のデータ
は、Ｎ2 ビットＤ／Ａ変換部２４でＮ2 ビット（ｉ値）
の階段波に、あるいは１ビット（２値）のパルス波に変
換される。このＤ／Ａ変換出力は、アナログのローパス
フィルタ２５に送られて、上記階段波あるいはパルス波
が滑らかなアナログ出力信号Ａｏとなり、出力端子２６
より取り出される。
例えばＮ0 ビットのディジタル入力信号Ｄｉは、ディジ
タルフィルタ２２に送られてオーバサンプリング処理さ
れ、例えばＮ1 ビットのデータとなる。このＮ1 ビット
のデータは、上記図１に示す構成のディジタルゲイン制
御装置であるノイズシェーパ２３に送られて、いわゆる
ノイズシェーピング処理され、例えばＮ2 ビット（通常
１〜４ビット、すなわち量子化階調数で２値〜１５値程
度）にビット圧縮される。このノイズシェーピング処理
されたＮ2ビット（量子化階調数でｉ個の値）のデータ
は、Ｎ2 ビットＤ／Ａ変換部２４でＮ2 ビット（ｉ値）
の階段波に、あるいは１ビット（２値）のパルス波に変
換される。このＤ／Ａ変換出力は、アナログのローパス
フィルタ２５に送られて、上記階段波あるいはパルス波
が滑らかなアナログ出力信号Ａｏとなり、出力端子２６
より取り出される。
【００１５】ここで、ノイズシェーパ２３は、ディジタ
ルフィルタ２２の出力を再量子化してビット圧縮を行う
と共に、低域の再量子化ノイズを高い周波数に追いやっ
て、可聴帯域内のＳ／Ｎ比を改善する働きを行うもので
あり、このノイズシェーパ２３に、上記図１のディジタ
ルゲイン制御装置が用いられるわけである。
ルフィルタ２２の出力を再量子化してビット圧縮を行う
と共に、低域の再量子化ノイズを高い周波数に追いやっ
て、可聴帯域内のＳ／Ｎ比を改善する働きを行うもので
あり、このノイズシェーパ２３に、上記図１のディジタ
ルゲイン制御装置が用いられるわけである。
【００１６】以下、図１に示すようなノイズシェーパ構
成のディジタルゲイン制御装置の動作について説明す
る。図１中の入力端子１１への入力信号をＸ、量子化器
１３での量子化ノイズをＱN 、量子化器１３からの出力
をＹ、上記伝達関数Ｆ（ｚ）をＦ（ｚ）＝１−（１−ｚ
-1）m 、出力端子１７からの出力をＹ’とする。ここで
量子化器１３の上記ｋの値が１のとき、すなわち量子化
器１３の量子化閾値及び量子化出力値が所定の基準値を
とるとき、図１の回路は図３のように簡略化して表すこ
とができる。このとき、量子化ノイズ抽出手段である加
算器１４からの出力は−ＱN となり、これが伝達関数Ｆ
（ｚ）の回路１５を介して加算器１２に送られ、入力Ｘ
と加算されてＸ−Ｆ（ｚ）ＱN となる。これが量子化器
１３に入力され、量子化ノイズＱN が付加されて出力さ
れるから、量子化出力Ｙは、 Ｙ＝Ｘ＋（１−Ｆ（ｚ））ＱN ＝Ｘ＋（１−ｚ-1）m ＱN ・・・
（１） となる。これはｍ次のノイズシェーパの入出力特性を表
している。
成のディジタルゲイン制御装置の動作について説明す
る。図１中の入力端子１１への入力信号をＸ、量子化器
１３での量子化ノイズをＱN 、量子化器１３からの出力
をＹ、上記伝達関数Ｆ（ｚ）をＦ（ｚ）＝１−（１−ｚ
-1）m 、出力端子１７からの出力をＹ’とする。ここで
量子化器１３の上記ｋの値が１のとき、すなわち量子化
器１３の量子化閾値及び量子化出力値が所定の基準値を
とるとき、図１の回路は図３のように簡略化して表すこ
とができる。このとき、量子化ノイズ抽出手段である加
算器１４からの出力は−ＱN となり、これが伝達関数Ｆ
（ｚ）の回路１５を介して加算器１２に送られ、入力Ｘ
と加算されてＸ−Ｆ（ｚ）ＱN となる。これが量子化器
１３に入力され、量子化ノイズＱN が付加されて出力さ
れるから、量子化出力Ｙは、 Ｙ＝Ｘ＋（１−Ｆ（ｚ））ＱN ＝Ｘ＋（１−ｚ-1）m ＱN ・・・
（１） となる。これはｍ次のノイズシェーパの入出力特性を表
している。
【００１７】次に図１の構成において、一般的なｋの値
に対する出力信号Ｙ’について考察すると、量子化器１
３において量子化の閾値及び出力値がｋ倍されることか
ら量子化ノイズもｋ倍され、このときの量子化出力Ｙ
は、 Ｙ＝Ｘ＋（１−ｚ-1）m ｋＱN ・・・
（２） となる。これが減衰器１６で１／ｋに減衰されるから、
出力信号Ｙ’は、 Ｙ’＝Ｘ／ｋ＋（１−ｚ-1）m ＱN ・・・
（３） となる。
に対する出力信号Ｙ’について考察すると、量子化器１
３において量子化の閾値及び出力値がｋ倍されることか
ら量子化ノイズもｋ倍され、このときの量子化出力Ｙ
は、 Ｙ＝Ｘ＋（１−ｚ-1）m ｋＱN ・・・
（２） となる。これが減衰器１６で１／ｋに減衰されるから、
出力信号Ｙ’は、 Ｙ’＝Ｘ／ｋ＋（１−ｚ-1）m ＱN ・・・
（３） となる。
【００１８】これらの（１）式と（３）式を比較する
と、右辺第２項のノイズ成分は同一であり、第１項の入
力信号成分Ｘのみが１／ｋ倍されていることが分かる。
すなわち、ｋ＞１のときは、入力信号成分Ｘが１／ｋに
減衰されるのみであり、ノイズ分は変化せず、ダイナミ
ックレンジはｋ＝１のときに比べて劣化しない。また、
０＜ｋ＜１のときには、（１／ｋ）＞１となり、ディジ
タル入力信号を増幅することになる。
と、右辺第２項のノイズ成分は同一であり、第１項の入
力信号成分Ｘのみが１／ｋ倍されていることが分かる。
すなわち、ｋ＞１のときは、入力信号成分Ｘが１／ｋに
減衰されるのみであり、ノイズ分は変化せず、ダイナミ
ックレンジはｋ＝１のときに比べて劣化しない。また、
０＜ｋ＜１のときには、（１／ｋ）＞１となり、ディジ
タル入力信号を増幅することになる。
【００１９】従って、この実施例に示すようなノイズシ
ェーパ構成のディジタルゲイン制御回路によれば、ノイ
ズ成分を増大させることなく、ディジタル入力信号をデ
ィジタル的に減衰あるいは増幅することができる。
ェーパ構成のディジタルゲイン制御回路によれば、ノイ
ズ成分を増大させることなく、ディジタル入力信号をデ
ィジタル的に減衰あるいは増幅することができる。
【００２０】次に、上記量子化器１３の量子化ステップ
幅をｋ倍にする意味について図４、図５を参照しながら
説明する。これらの図４、図５はいずれも量子化器１３
の内部構成を示しており、量子化器１３は、リミッタ１
８と量子化部１９とから成っている。また、図４は基準
状態（ｋ＝１）のとき、図５はｋを１以外の正の値（ｋ
≠１、０＜ｋ）としたときをそれぞれ示している。
幅をｋ倍にする意味について図４、図５を参照しながら
説明する。これらの図４、図５はいずれも量子化器１３
の内部構成を示しており、量子化器１３は、リミッタ１
８と量子化部１９とから成っている。また、図４は基準
状態（ｋ＝１）のとき、図５はｋを１以外の正の値（ｋ
≠１、０＜ｋ）としたときをそれぞれ示している。
【００２１】先ず、図４の基準状態（ｋ＝１）におい
て、量子化器１３の量子化部１９の各量子化出力値を、
０、±ａ1 、±ａ2 （ただし０＜ａ1 ＜ａ2 ）のように
階調数で５値（約２．３ビット相当）とし、リミッタ１
８のリミットレベルの上限値をａ2 、下限値を−ａ2 と
する。量子化器１３への入力信号は、リミッタ１８で上
限値ａ2 、下限値−ａ2 の間にリミットされ、このリミ
ットされた出力が量子化部１９に入力されて各閾値に基
づいて判別され、上記５値の出力値０、±ａ1 、±ａ2
のいずれかに量子化されて出力される。
て、量子化器１３の量子化部１９の各量子化出力値を、
０、±ａ1 、±ａ2 （ただし０＜ａ1 ＜ａ2 ）のように
階調数で５値（約２．３ビット相当）とし、リミッタ１
８のリミットレベルの上限値をａ2 、下限値を−ａ2 と
する。量子化器１３への入力信号は、リミッタ１８で上
限値ａ2 、下限値−ａ2 の間にリミットされ、このリミ
ットされた出力が量子化部１９に入力されて各閾値に基
づいて判別され、上記５値の出力値０、±ａ1 、±ａ2
のいずれかに量子化されて出力される。
【００２２】これに対して、図５において、量子化器１
３の量子化ステップ幅がｋ倍されると、量子化の閾値及
び出力値がｋ倍されることにより、量子化部１９からの
５値の各出力値はぞれぞれ０、±ｋａ1 、±ｋａ2 にな
ると共に、リミッタ１８の上限値、下限値もそれぞれｋ
倍されてｋａ2、−ｋａ2 になる。これは、リミット範
囲を−ｋａ2 〜ｋａ2 の間に変更して量子化器１３への
入力信号のレンジを変更することに相当するが、量子化
出力の階調数は５値のままであり、量子化ステップ幅が
ｋ倍に変更されている。従って、量子化ノイズがｋ倍に
なるが、信号成分のレベルに変化はない。
３の量子化ステップ幅がｋ倍されると、量子化の閾値及
び出力値がｋ倍されることにより、量子化部１９からの
５値の各出力値はぞれぞれ０、±ｋａ1 、±ｋａ2 にな
ると共に、リミッタ１８の上限値、下限値もそれぞれｋ
倍されてｋａ2、−ｋａ2 になる。これは、リミット範
囲を−ｋａ2 〜ｋａ2 の間に変更して量子化器１３への
入力信号のレンジを変更することに相当するが、量子化
出力の階調数は５値のままであり、量子化ステップ幅が
ｋ倍に変更されている。従って、量子化ノイズがｋ倍に
なるが、信号成分のレベルに変化はない。
【００２３】このような量子化器１３を論理回路上で実
現する場合において、例えばｋを２のべき乗（ｋ＝
２n ：ｎは整数）に限定すれば、図４に示す量子化器の
構成を基本としてビットシフト処理するだけで、図５に
示す本実施例の量子化器１３が実現できる。また、ｋが
実数全体の場合（２のべき乗以外の値も含む場合）に
は、回路構成が複雑になることを考慮して、少なくとも
量子化部１９については、各ｋの値に対する入出力値テ
ーブルが書き込まれたＲＯＭ等を用いて構成した方が回
路構成を簡単化できる。
現する場合において、例えばｋを２のべき乗（ｋ＝
２n ：ｎは整数）に限定すれば、図４に示す量子化器の
構成を基本としてビットシフト処理するだけで、図５に
示す本実施例の量子化器１３が実現できる。また、ｋが
実数全体の場合（２のべき乗以外の値も含む場合）に
は、回路構成が複雑になることを考慮して、少なくとも
量子化部１９については、各ｋの値に対する入出力値テ
ーブルが書き込まれたＲＯＭ等を用いて構成した方が回
路構成を簡単化できる。
【００２４】なお、量子化器１３の出力を１／ｋ倍にす
る１／ｋ倍回路１６については、前述したようにｋが２
のべき乗の場合は、単純なビットシフト回路を用いるこ
とができる。例えば、ｋ＝２とするとき、１／ｋ＝１／
２＝２-1となるので、１／ｋ倍回路１６には、量子化器
１３の出力を下位へ１ビットシフトするようなビットシ
フト回路を用いればよいことになる。ｋが実数全体をと
り得る場合は、上記量子化器の場合と同様に、ＲＯＭ等
を用いて構成するのが好ましい。
る１／ｋ倍回路１６については、前述したようにｋが２
のべき乗の場合は、単純なビットシフト回路を用いるこ
とができる。例えば、ｋ＝２とするとき、１／ｋ＝１／
２＝２-1となるので、１／ｋ倍回路１６には、量子化器
１３の出力を下位へ１ビットシフトするようなビットシ
フト回路を用いればよいことになる。ｋが実数全体をと
り得る場合は、上記量子化器の場合と同様に、ＲＯＭ等
を用いて構成するのが好ましい。
【００２５】本発明は、上記実施例のみに限定されるも
のではなく、例えば、量子化器１３の量子化部１９から
の量子化出力値としては、階調数で５値（約２．３ビッ
ト相当）としているが、この他、例えば７値（約２．８
ビット相当）としたり、１１値（約３．５ビット相当）
としたり、種々の階調数に設定することができる。
のではなく、例えば、量子化器１３の量子化部１９から
の量子化出力値としては、階調数で５値（約２．３ビッ
ト相当）としているが、この他、例えば７値（約２．８
ビット相当）としたり、１１値（約３．５ビット相当）
としたり、種々の階調数に設定することができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明に係るディジタルゲイン制御装置
によれば、量子化誤差を負帰還するノイズフィードバッ
ク構成（ノイズシェーパ構成）を備えると共に、量子化
器（再量子化器）として量子化ステップ幅をｋ倍に変更
制御可能なものを用い、量子化出力（ノイズシェーピン
グ出力）を１／ｋ倍して取り出すように構成しているた
め、量子化器の量子化ノイズはノイズシェーピングの際
にｋ倍された後に１／ｋ倍されて取り出されるから増減
なく、信号成分はノイズシェーピングの際に変化せずに
１／ｋ倍されて取り出される。すなわち、ノイズ成分を
増大させることなく信号成分のみを１／ｋ倍でき、ｋが
１より大（１＜ｋ）のときには減衰が、ｋが０と１の間
（１＜ｋ＜１）のときには増幅が行われる。従って、再
量子化ノイズによるＳ／Ｎ比の劣化を防ぐことができ、
ディジタル入力信号の増幅（ゲイン１以上）も容易に実
現でき、アッテネータとしてだけでなく、アンプとして
も使用が可能となる。
によれば、量子化誤差を負帰還するノイズフィードバッ
ク構成（ノイズシェーパ構成）を備えると共に、量子化
器（再量子化器）として量子化ステップ幅をｋ倍に変更
制御可能なものを用い、量子化出力（ノイズシェーピン
グ出力）を１／ｋ倍して取り出すように構成しているた
め、量子化器の量子化ノイズはノイズシェーピングの際
にｋ倍された後に１／ｋ倍されて取り出されるから増減
なく、信号成分はノイズシェーピングの際に変化せずに
１／ｋ倍されて取り出される。すなわち、ノイズ成分を
増大させることなく信号成分のみを１／ｋ倍でき、ｋが
１より大（１＜ｋ）のときには減衰が、ｋが０と１の間
（１＜ｋ＜１）のときには増幅が行われる。従って、再
量子化ノイズによるＳ／Ｎ比の劣化を防ぐことができ、
ディジタル入力信号の増幅（ゲイン１以上）も容易に実
現でき、アッテネータとしてだけでなく、アンプとして
も使用が可能となる。
【図１】本発明の一実施例となるディジタルゲイン制御
装置の概略構成を示すブロック回路図である。
装置の概略構成を示すブロック回路図である。
【図２】本発明の上記実施例のディジタルゲイン制御装
置をノイズシェーパとして用いたＤ／Ａ変換システムの
概略構成を示すブロック図である。
置をノイズシェーパとして用いたＤ／Ａ変換システムの
概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１のディジタルゲイン制御装置における量子
化器の量子化ステップ幅が基準状態のとき（ｋ＝１のと
き）を示すブロック回路図である。
化器の量子化ステップ幅が基準状態のとき（ｋ＝１のと
き）を示すブロック回路図である。
【図４】図１中の量子化器の量子化ステップ幅が基準状
態のとき（ｋ＝１のとき）の量子化器の内部構成例を示
すブロック図である。
態のとき（ｋ＝１のとき）の量子化器の内部構成例を示
すブロック図である。
【図５】図１中の量子化器の量子化ステップ幅が１以外
のとき（ｋ≠１のとき）の量子化器の内部構成例を示す
ブロック図である。
のとき（ｋ≠１のとき）の量子化器の内部構成例を示す
ブロック図である。
【図６】従来のディジタルゲイン制御装置の概略構成を
示すブロック回路図である。
示すブロック回路図である。
１２・・・・・加算器 １３・・・・・量子化器 １４・・・・・加算器（ノイズ抽出手段） １５・・・・・伝達関数回路（帰還手段） １６・・・・・１／ｋ倍回路（出力手段）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ディジタル入力信号が供給される加算器
と、 この加算器からの加算出力が供給され量子化ステップ幅
がｋ倍に制御される量子化器と、 この量子化器の入出力の差分をとって量子化ノイズを抽
出するノイズ抽出手段と、 所定の伝達特性を有し上記ノイズ抽出手段からの出力を
上記加算器に帰還する帰還手段と、 上記量子化器からの出力を１／ｋ倍して出力する出力手
段とを有して成ることを特徴とするディジタルゲイン制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18701091A JPH0514084A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | デイジタルゲイン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18701091A JPH0514084A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | デイジタルゲイン制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0514084A true JPH0514084A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16198625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18701091A Pending JPH0514084A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | デイジタルゲイン制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0514084A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006054545A (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ディジタルゲイン制御装置とそれを用いたオーディオ信号電力増幅装置、並びにそれらの方法 |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP18701091A patent/JPH0514084A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006054545A (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ディジタルゲイン制御装置とそれを用いたオーディオ信号電力増幅装置、並びにそれらの方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010109 |